반응형 일반물리학실험 | 단진자에 의한 중력가속도 측정 TIP 본 실험은 회전센서에 연결된 단진자의 주기적 운동을 통해 중력가속도를 측정하는 것이다. 단진자는 중력에 의한 복원력 때문에 주기적 운동을 하게 되며, 이 경우 단진자의 주기 및 진동수는 중력가속도와 줄의 길에의 의해 결정된다. 단진자는 단단한 줄에 추를 메달아 중력가속도, g를 결정한다. 위쪽이 고정되어있고, 질량이 무시될 수 있는 끈의 아래쪽에 크기를 무시할수 있는 질량 m 인 추가 매달려 주시운동을 하는 역학계를 단진자라고 한다. 단진자를 통해 역학적 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있다. 역학적 에너는 물체의 속력에 따라 결정되는 운동에너지 Ek와 물체의 위치에 따라 결정되는 위치에너지 Ep의 합으로 정의된다. 그리고 위치에너지가 운동에너지로, 또는 그 반대로 전환되기도 한다. 외부의 물리적 .. Engineering/물리학 2022. 8. 24. 일반물리학실험 | 구의 공간운동을 이용한 역학적 에너지 보존법칙 TIP 사면과 원주 궤도를 따라 금속 구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존법칙을 살펴본다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 구의 공간장치를 [그림3]과 같이 끝점 C가 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙으로부터 지면까지의 거리 y를 측정한다. 2) 구의 출발점의 높이를 변화시키면서 구가 원형트랙의 꼭지점 T를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이 h를 측정한다. 3) 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 깔고 과정 2)에서 정한 높이 h에서 구를 굴러내려 수평거리 x를 5회 측정한다. 4) 점 C에서 구의 속력 v(실험)를 x와 y를 사용해서 계산한다. 5) 식 (2)에 h값을 대입하여 구한 구의 속력 v(이론)과 비교한다. 6) v(실험)과 .. Engineering/물리학 2022. 8. 23. 일반물리학실험 | 전기에너지에 의한 열의 일당량 측정 열의 일당량 열은 역학적 일로 역학적 일은 열로 서로 전환 될 수 있다. 열과 일의 비례관계를 열의 일당량이라고 한다. 물에 고무풍선을 띄우고 물의 온도를 서서히 높이면, 고무풍선은 서서히 부푼다. 이렇게 열은 고무풍선을 부풀리는 일을 할 수가 있다. 이러한 열과 역학적인 일 사이의 관계를 열의 일당량이라고 한다. 열은 그 열을 담고 있는 물질의 종류에 따라 열량으로 나타 낼 수가 있으며 칼로리(㎈)로 표시한다. 또한 역학적인 일은 줄(J)로 표시한다. 1㎈가 4.2J의 역학적 일을 할 수 있다는 것을 알았다. 실험 방법 실험은 열량계의 몰당량 측정과 열의 일당량 측정의 두 단꼐로 나누어서 한다. 1. 열량계의 몰당량 측정 1) 상온의 물 150cc를 250cc 비커에 붓는다. 2) 전열기 위에 석면 석.. Engineering/물리학 2022. 8. 20. 일반물리학실험 | 정류 회로 TIP 전류를 한 방향으로 흐르도록 하는 성질을 지닌 다이오드(Diode)를 사용하여 교류(AC)를 직류(DC)로 변환할 수 있는 회로를 제작하고 그 특성을 관찰하도록 한다. 정류회로란, 교류 전압을 직류 전압 (AC → DC)로 바꾸어주는 회로를 일컫는다. 이 정류회로에 사용되는 다이오드(Diode)는 전류를 한 쪽 방향으로만 흐르도록 해준다. 이 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체가 접합한 구조를 가지며, 우측 그림의 (a)와 같이 순방향 전압을 걸어주면 (즉, PN 접합 다이오드의 P형 반도체에 (+) 전압을 가할 경우) 전류가 흐르게 되고, 역방향 전압을 걸어주면 (즉, PN 접합 다이오드의 N형 반도체에 (+) 전압을 가하는 경우) 전류가 흐르지 않게 된다. 실험 방법 실험 1) 변압기의 특성.. Engineering/물리학 2022. 8. 17. 일반물리학실험 | 전류 천칭 TIP 균일한 외부 자기장 내에서 도선에 전류가 흐를때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정하여 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기의 관계를 살펴보고 전동기와 발전기의 원리를 이해한다. 전류천칭의 원리 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 보통 자기력이라고 불리는 힘을 받는다. 이 힘의 크기와 방향은 다음의 4 개의 변수, 즉, 전류의 크기(I), 자기장 내의 도선의 길이(L), 자기장의 세기(B), 그리고 자기장과 도선이 이루는 각(θ)에 의하여 결정된다. 이 자기력은 벡터 크로스 곱에 의해 다음과 같이 쓰여진다. Fm = IL×B Fm의 크기만을 표시하면 Fm = ILBsinθm으로 주어진다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) [그림]과 같이 전체 실험장치를 구성한다. 측정하고자 하는 전류도선의 .. Engineering/물리학 2022. 8. 14. 일반물리학실험 | 강체의 단진동 TIP 단진동하는 강체의 진동 주기를 측정하여 중력 가속도 g값을 구한다. 돌림힘 문의 한쪽 끝이 점 O에서 경첩에 달려 있는 조감도, 그림을 보자. 점 O를 지나고 지면에 수직한 축에 대하여 회전이 자유롭다. 그림처럼 힘 f는 문 바깥쪽 가장자리에 작용할 때 쉽게 반시계 방향으로 회전한다. 이것은 문의 회전 효과가 상당히 크다는 것을 의미한다. 반면 동일한 힘이 경첩에 보다 가까운 점에 작용한다면 문에 대한 회전효과는 보다 작을 것이다. 어떤 축에 대해 물체를 회전시키는 힘의 능력은 돌림힘, τ라고 불리는 양으로 측정된다. 힘 F에 의한 돌림힘은 다음과 같은 크기를 갖는다. τ = Fd 이 방정식에서, τ(그리스 문자 타우)는 돌림힘이고, 거리 d는 힘 F의 지렛대 팔(또는 모먼트 팔)이다. 지렛대 팔.. Engineering/물리학 2022. 8. 12. 일반물리학실험 | 물의 기화열과 융해열의 측정 TIP 열량계에 물을 넣고 일정량의 수증기 혹은 얼음을 추가한 다음 온도변화를 측정해서 물의 기화열 및 융해열을 측정한다. 물질의 상태 변화는 두 가지의 큰 특성을 가지고 있는데, 첫째가 특정 온도에서의 급작스런 상태변화이고, 둘째는 상태변화 시에는 순물질의 경우 온도 변화가 없다는 점이다. 물의 경우 융해열은 80㎉/kg이고, 기화열은 540㎉/g이다. 이러한 상태의 변화에 필요한 에너지를 숨은열(잠열)이라고 한다. 실험 방법 1. 물의 기화열 측정 1) 열량계가 빈 상태에서 뚜껑과 온도계를 설치한 후 전체의 질량을 측정한다. 2) 열량계가 반 쯤 차도록 찬물을 넣고 물과 온도계의 전체의 질량을 측정하여 넣은 물의 질량 mw를 구한다. 그런 다음 온도계를 보면서 열평형이 되기를 기다린 후에 온도를 잰다.. Engineering/물리학 2022. 8. 10. 일반물리학실험 | 자기유도(전류천칭) TIP 자기장 내에 있는 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 크기를 측정한다. 실험 방법 1. 전류와 힘의 관계 1) 실험장치를 꾸민다. 이때 전류경로가 가장 긴 것을 사용한다. 2) 실험장치와 전자저울의 수평을 잡는다. 3) 자석묶음을 전자저울 위에 놓는다. 4) 전자저울의 용기버튼을 눌러 자석묶음이 전자저울에 올려 있는 상태를 0.00g으로 맞춘다. 5) 전류가 0.50A가 흐르도록 전원공급장치를 조정하고, 이때의 무게를 측정하여 “자기력”칸에 기록한다. 6) 전류를 0.50A씩 증가시켜 3.00A가 될 때까지 과정 (5)를 반복한다. 7) 전류(x축)와 자기력(y축)의 그래프를 그린다. 2. 도선의 길이와 힘의 관계 1) 실험장치를 꾸민다. 2) 실험장치와 전자저울의 수평을 잡는다. 3) 자석묶음을 전.. Engineering/물리학 2022. 8. 7. 일반물리학실험 | 전류천칭 측정 TIP 전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 받는 힘을 척정해 자기장 또는 자기유도 B를 구한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 솔레노이드 코일과 전류천칭을 [그림2]와 같이 배치한다. 전류 천칭의 받침못을 닦는다. 2) 전류 환선(ABCD)가 수평이 되도록 조정나사로 조장하고, 그림과 같이 회로를 꾸민다. 3) 자기장을 만드는 솔레노이드 코일에 2.5A의 전류를 흘린다. 4) 전류 천칭에 1A의 전류를 흐르게 하면, BC부분이 솔레노이드가 만든 자기유도에 의해 하향력을 받는다. 5) Rider를 이용해 수평이 되게 올려 놓는다. 6) Rider의 길이와 전류 천칭의 전류값을 측정한다. 7) 전류 천칭의 값을 1.5A, 2A, 2.5A로 변화시켜가며 실험을 반복한다. 8) 솔레노이드 코일에 2.8A의 전.. Engineering/물리학 2022. 8. 6. 일반물리학실험 | 자기유도 측정 TIP 1. 전류가 흐르는 도선 주위에는 자기장이 생성되고, 자기장 내에 전류가 흐르는 고리 도선을 넣으면 도선은 토크를 받는다. 즉 전류가 흐르는 도선 사이에는 토크가 작용하는 것이다. 2. 본 실험에서는 직류 전류가 흐르는 솔레노이드의 자기장 안에 전류가 흐르는 고리 도선을 넣고 도선이 받는 토크를 측정하였다. 그리고 이를 통해 토크의 방향을 확인하고, 토크의 자기장, 전류에 대한 의존성을 알아보았다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 솔레노이드를 직류 이중 전원 장치의 한 쪽에 연결한다. 2) 전원 장치의 스위치를 켜고 전류계가 특정 값을 가리키게 한다. 3) 솔레노이드 안에 전류 천칭을 전류가 흐르는 쪽이 들어가게 놓는다. 4) 전류 천칭이 솔레노이드와 닿지 않고, 수평을 유지하도록 조정한다. 5).. Engineering/물리학 2022. 8. 5. 일반물리학실험 | Water Wave TIP 1. 본 실험은 유체를 통해서 파동의 성질과 파동의 실험을 하는 것이다. 2. 보통 역학적 파동 실험을 관찰하기 쉽지 않기 때문에 유체를 이용해서 약간 큰 실험 장치를 이용해서 실험을 진행하는 것으로 보인다. 정상파(standing wave, 사인곡선) 진폭과 진동수가 같은 파동이 서로 반대방향으로 이동할 때 발생하는 파동 조합을 말하며 정재파라고도 한다. 이 때 중첩된 합성파는 몇 개의 부분으로 나누어져 제각기 진동하면서 파동의 모양은 어느 쪽으로도 진행하지 않는다. 이 때 매질의 각 부분만이 일정한 진폭을 가지고 주기적으로 진동하면서 파동이 서 있는 것처럼 보이는데 항상 진동하지 않는 점을 마디(node), 진폭이 가장 큰 곳을 배(loop)라고 한다. - 파동의 진폭이 A이면 정상파의 진폭은.. Engineering/물리학 2022. 7. 16. 일반물리학실험 | 광학 지레에 의한 얇은 판의 두께 측정 TIP 얇은 종이 등의 두께 또는 미세한 길이의 변화를 측정한다. 반사의 법칙 1. 입사하는 광선과 반사하는 광선은 반사면에 수직인 하나의 평면 위에 존재한다. 즉, 입사 광선과 반사 광선, 그리고 법선이 하나의 평면을 만든다. 2. 입사하는 광선과 반사하는 광선은 반사면에 수직인 법선에 대해 서로 반대편에 존재한다. 즉, 반사면에 수직으로 입사하는 광선만이 다시 그 길을 되돌아 나갈 수 있고, 반사 광선은 법선에 대해 입사 광선의 반대편 방향으로 반사된다. 3. 입사각과 반사각은 항상 같다. 즉, 법선을 중심으로 양쪽의 입사 광선과 반사 광선은 대칭을 이루어 진행한다. 4. 이렇게 입사각과 반사각, 법선이 한 평면상에 있으며, 입사각과 반사각의 크기가 같다는 것이 반사의 법칙이다. 실험 방법 1. 실험.. Engineering/물리학 2022. 7. 3. 일반물리학실험 | 상대습도 측정 TIP 습도계를 이용하여 공기의 상대 습도를 측정한다. 공기 중의 절대 습도는 일정 체적의 공기 중에 포함되어 있는 수증기의 양 g로 표시한다. 피부로 느끼는 습도는 절대 습도에 의해 좌우되지 않고 현재 온도에서 공기중에 포함되어 있는 수증기의 양이 그 온도에서 공기 중에 포함될 수 있는 수증기의 최대량에 대해 얼마나 되느냐에 따라 좌우된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 노점 습도계의 광택이 나도록 금속면을 깨끗이 닦는다. 2) 메탄올을 통속에 2/3정도 넣고 온도계가 충분히 잠기도록 삽입한다. 3) 금속면 앞에 투명 유리관을 놓고 입김이 금속면에 쏘이지 않도록 하여 관찰한다. 4) 스포이드를 연속적으로 누르면 공기가 관을 통하여 메탄올로 들어가 메탄올을 증발시키고, 5) 이때 증기는 외부로 방출된다.. Engineering/물리학 2022. 6. 30. 일반물리학실험 | 철사의 영률 - 광학 지레 이용 TIP 철사의 한 끝을 고정시키고 다른 끝에 추를 매달아 추로 인하여 늘어난 길이를 측정하여 영률을 구한다. 영률 균일한 물질(분자구조)로 구성된 물질(고체)들은 고유의 특정한 팽창계수를 가진다. 이러한 고체(특히 금속)은 열과 힘에 의해 늘어나는 정도가 다르며 물질마다의 고유한 특성으로 여겨진다. 단면적 S, 길이가 l인 균일한 물질의 막대에 길이 방향으로 힘 F를 작용하면 힘의 방향으로 막대의 길이가 늘어난다. 늘어난 길이를 Δl이라고 하면 단면적당 작용한 힘 F/S는 신장률 Δl/l과 비례관계가 성립한다. 그 비례상수를 영(Young)률이라고 하며 다음과 같이 표현된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 그림 (a)와 같이 장치의 받침대에 있는 수평조절 나사를 조절하여 장치를 연직으로 세운다. 2) .. Engineering/물리학 2022. 5. 28. 일반물리학실험 | Ewing 장치에 대한 Young률 측정 TIP 금속막대가 휘었을 때 막대중심의 변위를 이용하여 그 금속의 Young률을 구한다. Young율 구리와 같은 금속 재료는 일정한 크기의 힘을 주면 그 형태가 변화하였다가, 그 힘이 사라지면 다시 원상태로 돌아오는 성질이 있다. 이러한 성질을 탄성(Elasticity) 이라 부른다. 이러한 탄성의 성질을 가장 먼저 공식화 한 사람이 Thomas Young이다. 형태가 변화하는 정도(변형: Strain)는 가해지는 힘(변형력: Stress)에 비례한다. 이 비례상수를 영율(Young's modulus)이라 한다. 그런데 이 영율은 상수이므로 가해지는 힘에 따라 변형되는 정도가 달라지지 않을 뿐만 아니라 물질마다 그 성질이 차이가 나므로 물질의 고유특성이 될 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 금.. Engineering/물리학 2022. 5. 24. 일반물리학실험 | 액체의 밀도 측정 - Hare 장치 TIP 1. Hare 장치를 사용하여 액체의 밀도를 측정한다. 2. 밀도가 다른 두 액체(증류수와 에틸 알코올)의 온도에 따른 밀도의 변화 측정 실험 방법 1. 실험 과정 1) 유리관 A, B의 속과 비이커 C, D를 잘 닦아 건조시킨다. 2) 비이커 C, D의 밑바닥이 유리관 A, B와 0.5㎝ 정도 떨어지게 고정한다. 3) 비이커 C에는 증류수를, 비이커 D에는 에틸 알코올을 4/5까지 채운다. 4) 증류수의 온도와 에틸 알코올의 온도를 측정한다. 온도는 실험을 시작할 때와 끝난 후의 온도의 평균을 취해서 구한다. 5) 공기를 주사기를 이용하여 빨아올려 높이 올라간 쪽의 액주가 유리관의 길이에 2/3까지 올라오게 한다 (액주가 너무 올라와서 양쪽의 액체가 서로 섞이면, 양쪽의 액체를 모두 바꾸어야 한.. Engineering/물리학 2022. 5. 14. 일반물리학실험 | 힘의 평형장치에 의한 힘의 합성 TIP 힘의 평형장치를 이용하여 한점에 세개의 힘들을 동시에 작용시켜 평형을 이룬뒤, 작도법과, 해석법을 통해 힘의 평형조건을 알아본다. 어떤 물체의 평형상태의 정의에서 비롯되었다. 그리고 평형상태를 유지하기 위해서는 두 가지의 평형조건을 만족해야 하는데, 본 실험에서는 하점에 작용하는 세 힘들의 평형을 다루므로, 제 1 평형조건만을 만족하면 된다. 그리고 힘들은 벡터량이므로 힘의 평형조건을 구하기 위해서는 벡터의 정의와 벡터들의 합을 구하는 방법을 알아야 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 평평한 곳에 힘의 평형장치를 놓고 각도 눈금 원판 위에 수준기를 올려 놓은 뒤, 세개의 다리를 적절히 조절하여 수평을 맞춘다. 일단 수평이 이루어지면, 평형장치의 위치를 변화 시키지 않도록 주의한다. 2) 도르래.. Engineering/물리학 2022. 4. 30. 일반물리학실험 | 반응시간 측정 TIP 시각적 자극에 대한 손가락 근육의 반응시간을 측정해, 신경에 자극이 전달되는 동안 통과하는 시냅스의 개수를 유추해 본다. 실험대상자에게 외부자극이 가해진 후 인체가 반응할 때 까지 걸리는 시간을 반응시간이라고 한다. 반응시간은 감각기관에 의해 감지된 신호가 뇌에 전달되고, 운동기관에 뇌의 운동명령이 전달되는데 시간이 걸리기 때문에 존재한다. 그리고 외부자극을 받아들이는 기관과 운동기관을 연결해주는 뇌 사이에 신호가 전달되면서 걸리는 시간은 신호를 전달하는 뉴런이라는 신경세포와 신경세포 사이의 연결부위인 시냅스의 개수에 따라 다르다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 프로그램을 실행한다. 2) 프로그램 화면에서 화살표 아이콘을 눌러 측정횟수 및 설정값을 설정한다. 이때 측정횟수는 기본적으로 5회로 설.. Engineering/물리학 2022. 4. 26. 이전 1 2 3 4 5 6 7 ··· 13 다음 반응형